CRISTAUXSynthèse des cristaux

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Les cristaux de synthèse aux applications spécifiques

Dans ce chapitre, seule la synthèse de cristaux qui possèdent des propriétés physiques caractéristiques des technologies modernes sera abordée : il s'agit des cristaux piézoélectriques, tels le quartz et la berlinite, des cristaux semiconducteurs, tels le silicium et le germanium, et des cristaux utilisés pour les besoins de l'optique et des lasers.

Les cristaux piézoélectriques

La piézoélectricité est un phénomène que présentent certains cristaux : soumis à des contraintes mécaniques, ils acquièrent une polarisation électrique dans leur masse et des charges électriques à leur surface (effet direct) ; soumis à un champ électrique, ils se déforment (effet inverse). Les applications de ces cristaux sont nombreuses : capteurs de pression, de force ou d'accélération ; transducteurs électroacoustiques ; oscillateurs et résonateurs piézoélectriques en électronique (générateurs de fréquence, étalons de fréquence, filtres, etc.) ; générateurs et récepteurs d'ultrasons, horlogerie, etc.

Le principal minéral utilisé est le quartz. Très abondant, il a cependant l'inconvénient de présenter de nombreux « défauts » à l'état naturel : dislocations dans le réseau cristallin, bandes de croissance, inclusions, transitions de structure selon la température, etc. Il est donc nécessaire de le synthétiser. Selon les conditions de la synthèse et les caractéristiques géométriques de la croissance et de la taille du cristal, on obtient diverses fréquences mécaniques propres s'étendant de 1 kHz à plusieurs MHz (1 MHz correspond à un million de pulsations à la seconde) et des microdéformations qui atteignent une précision de l'ordre du nanomètre (10—9 mètre).

La seule méthode possible d'obtention du quartz est la croissance hydrothermale, à cause de son insolubilité dans les conditions naturelles et de sa réactivité avec les sels. La première synthèse certaine date de 1851, lorsque le minéralogiste français Hureau de Sénarmont obtint de petits cristaux sous la forme de prismes allongés. Pour arriver à [...]


1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 10 pages

Médias de l’article

Procédé Verneuil

Procédé Verneuil
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Quartz artificiel

Quartz artificiel
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Afficher les 2 médias de l'article


Écrit par :

  • : docteur en sciences de la Terre, concepteur de la collection La Science au présent à la demande et sous la direction d'Encyclopædia Universalis, rédacteur en chef de 1997 à 2015

Classification

Autres références

«  CRISTAUX  » est également traité dans :

CRISTAUX

  • Écrit par 
  • Marc AUDIER, 
  • Michel DUNEAU
  •  • 7 291 mots
  •  • 2 médias

Le cristal caractérise la forme la plus ordonnée de la matière solide. Il correspond à une disposition très régulière des atomes dont une image est donnée par un empilement régulier de cubes identiques. À l'opposé, il existe des structures où aucun ordre ne semble imposer les positions atomiques ; c'est le cas des états vitreux. Si la matière cristallisée est très fréquente dans la nature, il faut […] Lire la suite

AIGUE-MARINE

  • Écrit par 
  • Yves GAUTIER
  •  • 1 153 mots

L'aigue-marine est la variété bleue et limpide du béryl, un cyclosilicate de béryllium. Sa couleur présente de nombreuses nuances en fonction de la provenance de la pierre : bleu pâle, bleu, bleu-vert. Pierre fine recherchée en joaillerie, elle est d'autant plus appréciée que sa couleur est d'un bleu soutenu. Son habitus (forme géométrique) en cristaux hexagonaux allongés aux faces basales parfoi […] Lire la suite

ALLIAGES

  • Écrit par 
  • Jean-Claude GACHON
  •  • 7 350 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre «  Superalliages »  : […] Le développement des turboréacteurs d'avion a entraîné, dès la fin de la Seconde Guerre mondiale, l'élaboration d'alliages capables de résister à des efforts mécaniques intenses dans un domaine de température où tout ce qui était connu à l'époque avait une forte propension à fluer et/ou à s'oxyder de façon catastrophique. Dans le même temps, Superman devenait un héros de télévision, et certains […] Lire la suite

ALMANDIN

  • Écrit par 
  • Yves GAUTIER
  •  • 330 mots

Nésosilicate de fer et d'aluminium, l'almandin est le grenat le plus commun. Il se présente sous forme de cristaux rhombododécaédriques, souvent centimétriques, de couleur rouge à rouge foncé avec des nuances violacées ou brunes. Formule : Fe 3 Al 2 (SiO 4 ) 3  ; système : cubique ; dureté : 7-7,5 ; poids spécifique : 4,1-4,3 ; éclat : vitreux ; transparence : transparent à translucide ; cassure : […] Lire la suite

AMÉTHYSTE

  • Écrit par 
  • Yves GAUTIER
  •  • 2 334 mots
  •  • 1 média

Tectosilicate, l'améthyste est la variété gemme la plus prisée des nombreuses espèces du groupe du quartz auquel elle appartient. À l'état naturel, elle se reconnaît aisément par ses cristaux prismatiques pseudohexagonaux de couleur violacée, terminés à chaque extrémité par un rhomboèdre. La couleur va du violet lilas très clair au violet bleuâtre très foncé, en passant par des tons franchement […] Lire la suite

AMPHIBOLES & PYROXÈNES

  • Écrit par 
  • Jean-Paul CARRON
  •  • 3 904 mots
  •  • 8 médias

Dans le chapitre « Propriétés physiques »  : […] Les pyroxènes cristallisent également soit dans le système orthorhombique, soit dans le système monoclinique. Leurs formes sont en général beaucoup plus trapues que celles des amphiboles, dont ils se distinguent par l'existence de deux clivages perpendiculaires assez grossiers. Les macles sont fréquentes, en gouttière ou en sablier. Les faces sont souvent très nettes dans les cristaux que l'on p […] Lire la suite

APOPHYLLITE

  • Écrit par 
  • Guy TAMAIN
  •  • 186 mots

L'apophyllite est un phyllosilicate. Cristallisant dans le système quadratique, ses cristaux se présentent sous la forme de prismes carrés, courts, tronqués, avec clivage basal à éclat nacré. C'est un minéral de couleur blanc, rose, jaune pâle ou vert. Les cristaux montrent deux clivages, dont l'un parfait. L'apophyllite a pour formule chimique KFCa 4 [Si 8 O 20 ], 8 H 2 O. Au sein de cette formu […] Lire la suite

ARGENTITE

  • Écrit par 
  • Yves GAUTIER
  •  • 243 mots

Sulfate d'argent, encore appelée improprement « galène argentifère » (la galène est le sulfure de plomb), l'argentite se présente sous forme de cristaux octaédriques plurimillimétriques de couleur gris de plomb à noirâtre souvent associés en agrégats ou en branches noduleuses. Elle montre parfois, selon son état de fraîcheur, un bel éclat métallique gris clair à bleuté. L'argentite peut, comme le […] Lire la suite

ATOME

  • Écrit par 
  • José LEITE LOPES
  •  • 9 238 mots
  •  • 15 médias

Dans le chapitre « Atome et théorie du solide »  : […] La théorie atomique et les méthodes de la mécanique quantique ont permis une description détaillée des propriétés de la matière à l'état solide. Les cristaux sont caractérisés par un arrangement très ordonné de leurs atomes tel qu'un réseau géométrique caractéristique se répète dans tout le cristal . Les corps amorphes (les verres par exemple) sont constitués d'atomes qui ne sont que localement or […] Lire la suite

AZURITE

  • Écrit par 
  • Yves GAUTIER
  •  • 264 mots
  •  • 1 média

Carbonate hydraté de cuivre, l'azurite se présente en beaux cristaux d'un bleu outremer (d'où son nom) de formes prismatiques allongées ou tabulaires, aux faces finement striées, ou en agrégats sphériques ou en rosettes. Formule : Cu 3 (OH) 2 (CO 3 ) 2  ; système : monoclinique ; dureté : 3,5-4 ; poids spécifique : 3,7-3,9 ; éclat : vitreux ; transparence : transparent à opaque ; cassure : conchoï […] Lire la suite

Voir aussi

Pour citer l’article

Yves GAUTIER, « CRISTAUX - Synthèse des cristaux », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 24 novembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/cristaux-synthese-des-cristaux/